автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Совершенствование автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства на основе использования электронного документооборота

Введение

Глава 1. Анализ документооборота технического процесса конструкторско-технологической подготовки производства

1.1. Определение границ предметной области

1.2. Методы анализа

1.3. Функциональная модель документооборота КТПП

1.4. Выводы

Глава 2. Интегрированные системы

2.1. Методы построения

2.2. Технические средства 47 2.3 . Операционная система 49 2.4. Выводы

Глава 3. Создание систем автоматизации поддержки инженерных решений при конструкторско-технологической подготовке производства

3.1. Роль и место систем КТПП в обновлении выпускаемой продукции

3 .2. Ограничения традиционных систем КТПП

3.3. Отличия "старого" и "нового" понимания КТПП 64 3 .4. Особенности построения САПИР 66 3 .5. Разработка конструкторско-технологической документации в среде САПИР 76 3.6. Выводы

Глава 4. Система электронного документооборота ТЦ ОАО "СЭЗ"

4.1. Назначение и краткий обзор систем электронного документооборота

4.2. Электронный архив ТЦ ОАО "СЭЗ"

4.3. Реализация электронного документооборота ТЦ ОАО "СЭЗ"

4.4. Эффективность инвестиций в автоматизацию технического процесса КТПП

4.5. Выводы 120 Основные выводы и результаты 122 Литература 123 Список сокращений

Актуальность работы. Общее экономическое положение и экономическая ситуация на рынке высоких технологий требуют от российских машиностроительных предприятий выпуска конкурентоспособной продукции с возможностью ее реализации в максимально короткие сроки. Обострение конкуренции на рынке высоких технологий, обусловленное появлением более эффективных средств разработки, управления и обеспечения производства, привело к тому, что выросло качество продукции, ее сложность, увеличился ассортимент. Катализатором появления этих новых прогрессивных средств выступают информационные технологии.

Таким образом в новой ситуации важнейшими задачами для успешной деятельности предприятия стали: быстрое реагирование на требования рынка, снижение себестоимости разработок, сокращение выхода на рынок конкурентоспособной продукции и улучшение ее качества. Комплексное решение этих задач ведет к повышению эффективности всего производства в целом.

Все вышеизложенное предполагает четкую организацию производства («хаос автоматизировать не возможно»). Именно на это ориентирует и набор международных стандартов ИСО 9001. В условиях машиностроительного производства такая организация возможна только на основе упорядочения хранения и классификации всего комплекса баз знаний и данных, используемых в ходе конструкторско-технологической подготовки производства, систематизации рабочих мест по поступлению, переработке и выдаче данных, распределения зон ответственности между отдельными участниками проекта и т.д. В условиях машиностроительных предприятий эти процессы имеют свою ярко выраженную специфику, проявляющуюся через большие объемы конструкторской, технологической, экономической и коммерческой документации, длительные сроки реализации отдельных проектов, множество проектов, выполняемых одновременно с привлечением больших групп исполнителей и т.д.

Особенностью выпуска электродвигателей большой мощности (до 2Мвт) на ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод» (ОАО «СЭЗ») является единичный и мелкосерийный характер производства при большой номенклатуре выпуска. При таком характере производства с экономической точки зрения приобретение и применение универсальных систем автоматизации проектирования и электронного документооборота не эффективно. Исходя из этого на ОАО «СЭЗ» совместно с МГТУ «Станкин» создана и разработана система автоматизированной поддержки инженерных решений (САПИР) при производстве электродвигателей.

В САПИР документ выступает основной информационной единицей представления любого из этапов всего технического процесса, будь то проектирование, согласование, изготовление или сопровождение готового изделия. В условиях современного машиностроительного производства электродвигателей большой мощности стало очевидным, что практически невозможно добиться решения поставленных задач без внедрения эффективной системы документооборота, и в первую очередь, его разновидности в условиях компьютеризации - электронного документооборота.

Поэтому в центре внимания данной диссертационной работы стоят вопросы создания и внедрения системы управления электронным документооборотом на основе достижений информационных технологий в условиях машиностроительного производства. Четкая организация хранения и использования всех видов электронной документации позволяет использовать на предприятии такие прогрессивные решения, как.

• совмещенную схему разработки основного объекта и необходимой технологической оснастки для его производства;

• компьютерную базу знаний, обеспечивающую повторное использование достигнутых наработок как при расчете и проектировании электродвигателя, так и технологической оснастки для его изготовления;

• организация деятельности с использованием средств управления проектами.

Работа выполняется на примере электромашиностроительного предприятия в условиях компьютеризации конструкторско - технологической подготовки производства в рамках технического центра.

Цель работы. Целью данной диссертационной работы является повышение эффективности конструкторско - технологической подготовки производства конкурентоспособной продукции, сокращение времени на разработку и повышение качества выпускаемой продукции при использовании электронного документооборота.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• провести анализ сложившихся на предприятии информационных потоков данных для формирования модели электронного документооборота, связывающего основные понятия в единую информационную систему; (работа выполнена на примере технического центра ОАО «СЭЗ»);

• выполнить обзор систем электронного документооборота, присутствующих на сегодняшнем рынке программных систем для выявления функциональных возможностей и перспективных направлений развития последних на ближайшие годы;

• определить место и роль источников и потребителей данных в рамках электронного документооборота при конструкторско - технологической подготовке производства с целью формирования требований к локальной вычислительной сети предприятия;

• выбрать и обосновать архитектуру программного построения системы электронного документооборота с учетом специфики машиностроительных предприятий.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• по результатам анализа деятельности технического центра выявлен набор технических процессов и событий, подлежащих контролю с помощью системы электронного документооборота;

• создана функциональная модель всего процесса электронного документооборота технического центра, позволяющего представить все виды деятельности от поступления заявки заказчика до выдачи полного комплекта конструкторско -технологической документации на основной объект и технологическую оснастку в виде иерархии технических процессов, связанных между собой входящими и выходящими информационными потоками и распределенных на зоны ответственности между участниками проекта;

• на основе полученной модели установлены и зафиксированы направления потоков данных и их мощности, что позволило установить требования к серверам и пропускной способности отдельных звеньев локальной вычислительной сети,

• установлены и зафиксированы закономерности, возникающие при переходе от традиционных систем документооборота к электронным.

Методы исследований. В диссертационной работе были применены методы системного подхода, управления проектами, теории графов, методология IDEF, положения объектно -ориентированного анализа, использованы принципы CALS и CASE - технологий.

Апробация. Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре СКИБ факультета МЕУП МГТУ «Станкин», на конференции в г. Смоленске

Основные выводы и результаты

1. В результате проведенного исследования решена научная задача совершенствования автоматизации конструкгорско-технологической подготовки производства на всех стадиях жизненного цикла производства электродвигателей на основе электронного документооборота.

2. Использование объектно-ориентированного анализа деятельности разработчиков (расчетчиков, конструкторов, технологов и т.д.) в традиционной среде проектирования электродвигателей и технологической подготовки их производства (на примере технического центра ОАО "СЭЗ") позволило:

• создать функциональную модель документооборота КТПП, являющуюся основой для построения системы электронного документооборота при решении задач КТПП;

• выполнить на основе технологии SADT (TOEF0) функциональный анализ технических процессов КТПП, включающий описание и декомпозицию отдельных технических процессов, список контролируемых событий, список используемых документов (входных, выходных, промежуточных);

• выявить функциональные связи процесса документооборота, возникающие при реализации функций КТПП.

3. Ьыделен и обоснован необходимый набор программно-технических средств, используемый конструктором (технологом) при промышленном проектировании однотипных объектов машиностроения и осуществлении электронного документооборота.

4. Обоснован набор CASE - средств, используемых в ходе создания и модификации КИС в условиях промышленного предприятия.

5. Разработана и внедрена совмещенная схема организации электронного документооборота при проектировании и технологической подготовке производства электродвигателей.

1. Гончаренко А.К. Алгоритмизация маркетинга. Вопросы радиоэлектроники, серия автоматизированные системы управления производством и разработками, выпуск 2. М.: отпечатано в НИИЭИР, 1990, с. 10

2. Энгельке У.Д. Как интегрировать САПР и АСТПП. М.: Машиностроение, 1990

3. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т.1. Основные алгоритмы. М.: Мир, 1976,.с.736

4. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С^, 2-е издание. / Пер. с англ. М.: Издательство Бином, СПб, 1998, с. 560

5. Йордан Э., Аргила К. Структурные модели в объектно-ориентированном анализе и проектировании. / Пер. с англ. М.: Издательство Лери, 1999

6. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. / Пер. с англ. М.: Мета Технология, 1993, с. 2407. 00040000. Положение о техническом центре ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод», утверждено 14.06.1996

7. СТП 03.702-98. Стандарт предприятия. Анализ контракта. Методологичекая инструкция. ОАО «СЭЗ», 1998, с 7

8. СТП 04.703-98. Стандарт предприятия. Управление проектированием. Методологическая инструкция. ОАО «СЭЗ», 1998, с. 11

9. ГОСТ 15.001-88. Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения

10. ГОСТ 14.206-73. Технологический контроль конструкторской документации

11. СТП 738-93. Стандарт предприятия. Метрологическая экспертиза технической и нормативной документации. ОАО «СЭЗ» , 1998, с. 12

12. СТП 704-96. Стандарт предприятия. Правила обеспечения технологичности конструкций изделия. ОАО «СЭЗ», 1998, с. 14

13. ГОСТ 2.111-68. Нормоконтроль

14. СТП 03.707-98. Стандарт предприятия Общие требования к выполнению ведомости> /конструкторской документации. ОАО «СЭЗ» , 1998, с.11

15. ГОСТ 3.1102-81. Стадии разработки и виды документов

16. СТП 745-99. Стандарт предприятия. Учет, хранение и обращение технической документации. ОАО «СЭЗ» , 1998, с. 11

17. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Издание официальное М.: Государственный комитет СССР по стандартам

18. СТП 712-93. Стандарт предприятия. Правила разработки применения и внедрения технологических процессов и средств технологического оснащения. ОАО «СЭЗ» , 1998, с. 19

19. Лазебник Е. Как создать конкурентоспособное предприятие и управлять им. САПР и графика, №12,1998, с. 9-25

20. Васкевич Д. Стратегии клиент/сервер. Руководство по выживанию для специалистов по реорганизации бизнеса. -К: "Диалектика", 1996, с.384

21. Microsoft Corporation. Архитектура Microsoft Windows для разработчиков. Учебный курс. /Пер. с англ.-М.: Издательский отдел "Русская редакция" ТОО "Channel Tradmg Ltd.", 1998, с.472

22. Мюллер Дж., Нортон П. Полное руководство по Windows 95 Питера Нортона / Пер.с англ. -М.: «Издательство Бином», 1998, с. 784

23. Номенклатурный ке алог АО «Электромаш» Тирасполь, 1997

24. BaanPDM САПР и графика, № 6, 1999, с. 71-72

25. Рыбаков А.В. Обзор существующих СAD/CAE/CAM-систсч для решения задач компьютерной подготовки производства. Информационные технологии, 1997, №3, с. 2-8

26. Евдокимов С. А., Никулин М.В., Рыбаков А.В. Использование принципа «Сам себе программист» при создании программных продуктов. Автоматизация проектирования, 1998, №3, с.7-12 *

27. Кураксин С.А., Бикулов С.А., Баранов Л.В., Козлов С.Ю., Ксенофонтов Д.К., Ефремов А Н. T-FLEX CAD новая технология построения САПР. - Автоматизация проектирования. 1996, №1, с. 50-54

28. Евдокимов С.А., Рыбаков А.В., Соломенцев Ю.М. Интегрированная интеллектуальная система ИнИС оболочка для разработки и эксплуатациипрограммных приложений пользователя. Информационные технологии, 1996, №3, с.10-13

29. Клименко Э.П., Селезнева А.П., Евдокимов С.А., Рыбаков A.B. Система автоматизированной поддержки инженерных решений при проектировании электродвигателей. Автоматизация проектирования, 1998, №1, с. 27-32

30. Давыдкин A.C., Ульянов A.M. Система автоматизированного проектирования пресс-форм для литья термопластов под давлением. Автоматизация проектирования, 1998, №3, с. 29-32

31. Интеллектуальная компьютерная среда ИКС. Блоки принятия решений ИКС/БПР. Руководство пользователя -М : 1994, с. 33

32. Рыбаков A.B. Интеллектуальная компьютерная среда. Автоматизация проектирования, 1997, №3, с.40-45

33. T-FLEX CAD. Руководство пользователя. -М.: АО «Топ Системы», 1997, с. 383

34. Система автоматизации технологического проектирования ТехноПро 98. Руководство пользователя

35. Лихачев А. «ТехноПро» новый уровень проектирования технологии - САПР и графика, №9, 1998, с. 9-14

36. Таленс Я.Ф. Работа конструктора Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987, с. 255

37. Единая система технологической документации (ЕСТД). Издание официальное М. : Государственный комитет по стандартам

38. Организационные и экономические основы технической подготовки производства / Под ред. М П. Ипатова и др. -М.: Машиностроение, 1972,с. 597

39. Бойцов B.B. Механизация и автоматизация в мелкосерийном производстве М.: Машгиз, 1962, с. 436

40. Рыбаков A.B., Евдокимов С.А., Краснов A.A. Создание систем автоматизации поддержки инженерных решений Автоматизация проектирования, № 7, 1997,с.44-51

41. Бунаков П., Каскевич Н., Базин 3.0. Волшебный карандаш конструктора САПР играфика, №1, 1998, с. 26-32

42. Лихачев A.A., Лихачев A.A. Поэтапная автоматизация подготовки производства -Автоматизация проектирования, №3, 1997, с.59-63

43. Потапов А. Комплексное решение задач автоматизированного проектирования,инженерного анализа и технологической подготовки производства САПР и графика, №4, 1998, с. 19-23

44. Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования М.: Радио и связь, 1988, с.280

45. Аристов Б.Н., Евдокимов С.А., Киреев В.М., Кураксин С.А., Мелешина Г.А.,

46. Рыбаков A.B. Деятельность конструктора по блочно-модульному проектированию в компьютерной среде (на примере проектирования асинхронных электродвигателей в ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод» -САПР и графика, №5,1999, с. 73-76

47. Терзян A.A. Автоматизированное проектирование электрических машин М.: Энергоатомиздат, 1983, с.256

48. Володин В В. Автоматизация проектирования летательных аппаратов М.: Машиностроение, 1991, с.256

49. Комплекс общеотраслевых руководящих материалов по созданию АСУ и САПР -М.: Статистика, 1980, с. 119

50. Смирнов О.Л., Подалко С.Н., Пиявский С.А. САПР: формирование и функционирование проектных модулей М. Машиностроение, 1987, с.270

51. Шнейдерман Б. Психология программирования (человеческие факторы в вычислительной технике) м.: Радио и связь, 1984,с.304

52. Ясинский В.Б. Анализ подсистемы конструкторско-технологической подготовки производства: Проблемы САЬБ-технологий. Сборник научных трудов / Под ред. В.Г. Митрофанова-М.: 1998, с.47-55

53. Евдокимов С.А., Рыбаков А.В. Программно-компьютерная среда для автоформализации знаний Вестник машиностроения, №7,1990, с.40-44

54. Рыбаков А.В., Евдокимов С.А., Краснов А.А., Чередниченко Ю.В. Перенос деятельности конструктора по вариантному проектированию в компьютерную среду Кузнечно-пггамповочное производство, №11, 1998, с. 11-15

55. Аристов Б.Н, Мелешина Г.А., Киреев В.М. Автоматизация технической подготовки производства в ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод». Проблемы СЛЬБ-технологий. Сборник научных трудов / Под редакцией В.Г. Митрофанова -М.: 1998, с.81-88

56. Аристов Б.Н, Мелешина Г А., Киреев В.М. САПР для Сафоновского электромашиностроительного завода САПР и графика, №2, 1999, с.93-94

57. Лобов Р.В. Влияние этапов проектирования на качество изделия Стандарты и качество, 1994, №8, с. 15-16

58. Гардан И., Люка М. Машинная графика М.: Мир, 1987, с.270

59. Шлеер С., Меллор С. Объектно ориентированный анализ, моделирование мира всостояниях / Пер. с англ. К.: Диалектика, 1993, с.240

60. Бейдер А., Кэйв Р. О некоторых подходах к управлению документами Открытые системы, №3, 1998

61. Красилов Н, Косякин И., Черных Д. ОБ одной модели документооборота -Открытые системы, №1, 1997

62. Чемпен Г. Кроссплатформенное управление данными Открытые системы, №4, 1995

63. Гавердовский А. Концепция построения систем автоматизации документооборота -Открытые системы, №1, 1997

64. Стретович Я., Филиппова Г. Об одном подходе к автоматизации документооборота -Открытые системы, №4, 1997

65. Зиндер Е.З. Новое системное проектирование: информационные технологии и бизнес-реинжиниринг (часть 2 бизнес-реинжиниринг) - СУБД, №1, 1996

66. Ойхман Е., Попов Э. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии М.: Финансы и статистика, 1997, с. 272

67. Ширяев Н. Принципы построения систем автоматизации технического документооборота и управления проектными работами Электронный офис, №2, 1998

68. Ширяев Н. Средства просмотра и аннотирования изображений и документов для DOCS Open САПР и графика, №2, 1999, с 78-80

69. Ширяев Н., Фатеев Ф. Материализация электронных чертежей: Реализация системы документооборота конструкторского бюро Электронный офис, №8, 1999

70. Ширяев Н., Фатеев Ф. Железные факты в системном обличьи: Аппаратное обеспечение систем автоматизации технического документооборота Электронный офис, №7, 1998

71. Ширяев Н. Автоматизация проведения изменений на предприятиях машиностроения Электронный офис, №4, 1999

72. Верещагин П., Бахин Е. Выгодны ли САПР для российского предприятия? САПР и графика, №2, 1998, с.64-68

73. Ширяев Н. Использование систем PDM: проблемы и преимущества САПР и графика, №6,1999, с.65-70

74. Лимин С., Рухмаков А., Своеволина Е., Яблочников Е. РОМ-системы. Организация электронного архива САПР и графика, №3, 1999, с. 69-71

75. Кочан И. Т-БЬЕХ БОСб шаг к единой системе документооборота - САПР и графика, №3, 1998, с.66-68